粉末半固態(tài)觸變擠壓SiCp-2024復合材料組織和力學性能的研究.pdf

1、相比鋁合金基體，SiCp/Al復合材料具有優(yōu)異的力學性能，在航空航天、軍事、電子、汽車制造等方面得到了廣泛的應用。但由于傳統(tǒng)制備 SiCp/Al復合材料的方法存在各自的缺點，而限制了其大規(guī)模的工業(yè)化應用。比如：攪拌鑄造法生產(chǎn)的SiCp/Al復合材料往往存在增強顆粒分布不均勻，而且制備的復合材料也需要后續(xù)的二次加工才能得到性能及形狀合格的產(chǎn)品。粉末半固態(tài)觸變擠壓成形是一種集粉末冶金、半固態(tài)加工技術和擠壓技術于一體的材料加工新工藝，使用該工

2、藝可一次性成形出 SiCp/Al復合材料的管、棒類制品，并且制備的材料具有顯微組織均勻、少偏析、界面結合良好等優(yōu)點。同時因加工過程合金處于半固態(tài)，也降低了對設備的要求。目前我國已有粉末擠壓成形技術制備復合材料的報告，但是有關粉末半固態(tài)觸變擠壓制備 SiCp/2024鋁基復合材料的研究報道較少。
　　本文采用XRD、SEM分析、密度分析、布氏硬度、拉伸力學性能測試等手段，主要研究了半固態(tài)等溫溫度、等溫時間及模具溫度對粉末半固態(tài)觸變擠

3、壓制備2024合金棒材及SiCp/2024復合材料的組織及力學性能的影響規(guī)律，以及增強體 SiC的粒徑大小、體積分數(shù)含量對SiCp/2024復合材料力學性能的影響規(guī)律。研究結果表明:
　?。?）粉末半固態(tài)擠壓制備2024合金沿擠壓方向的顯微組織呈現(xiàn)明顯的擠壓流線。隨著取樣部位由邊緣往中心移動，形成擠壓流線的趨勢逐漸減弱。擠壓材的力學性能隨著半固態(tài)等溫溫度、等溫時間和模具溫度的逐漸升高，均呈先升高后降低的趨勢。當半固態(tài)等溫溫度為57

4、0℃，等溫時間為70min，模具溫度為450℃時，成形的2024擠壓材力學性能最好，抗拉強度達到368Mpa，延伸率達到17.1％，硬度達到107HV。
　　（2）粉末半固態(tài)擠壓制備的SiCp/2024復合材料中SiC均勻分布，僅僅在局部微小范圍內(nèi)有小量團聚。此外，SiC顆粒長軸方向有明顯的平行于觸變擠壓方向的特點。復合材料的力學性能與半固態(tài)等溫溫度、等溫時間以及模具溫度息息相關。當半固態(tài)等溫溫度為590℃，等溫時間為80min，